imported>Horst Gräbner: Satzstellung

2025-02-05T21:22:40Z

Satzstellung

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'''Nemesis''' ist der Name eines [[Hypothese|hypothetischen]] Begleiters der [[Sonne]], der als [[Brauner Zwerg]] oder [[Zwergstern]] die Sonne in einer Entfernung von etwa einem bis drei [[Lichtjahr]]en umlaufen soll. Die Hypothese soll eine Erklärungsmöglichkeit für eine mögliche [[Periodizität]] von [[Komet]]eneinschlägen und [[Artensterben]] auf der Erde bieten.

Mit den im 21. Jahrhundert verfügbaren Daten von [[Durchmusterung|Himmelsdurchmusterungen]] kann die Existenz eines solchen Himmelskörpers innerhalb des Beobachtungshorizontes weitgehend ausgeschlossen werden. Allerdings lassen neuere Erkenntnisse vermuten, dass sonnenähnliche Sterne in der Regel paarweise entstehen. Einzelsterne wie die Sonne wären die Folge aufgebrochener [[Doppelstern|Binärsysteme]].<ref>{{Internetquelle |autor=Robert Sanders |url=https://news.berkeley.edu/2017/06/13/new-evidence-that-all-stars-are-born-in-pairs/ |titel=New evidence that all stars are born in pairs |werk=Berkeley News |hrsg=University of California Berkeley |datum=2017-06-13 |abruf=2017-10-27 |sprache=en |kommentar=''„sunlike stars are not primordial […] They are the result of the breakup of binaries […] We are saying, yes, there probably was a Nemesis, a long time ago“''}}</ref> Ein möglicher Begleitstern wie Nemesis könnte das System dann so weit verlassen haben, dass er dem Ursprungssystem nicht mehr zuzuordnen wäre.

Der Name geht zurück auf [[Nemesis]], die Göttin des gerechten Zorns und der Vergeltung in der [[Griechische Mythologie|griechischen Mythologie]].

== Ursprung der Hypothese ==
[[Postulat|Postuliert]] wurde Nemesis unter anderem von dem insbesondere durch populärwissenschaftliche Bücher bekannten Physiker [[Richard A. Muller]]. Dieser wurde dazu von [[Walter Alvarez]],<ref>Walter Alvarez, Richard A. Muller, Nature April 1984 S. 718 ff</ref> dem Begründer der [[Hypothese]], die [[Dinosaurier]] seien durch die Folgen eines Kometeneinschlags auf der [[Erde]] ausgestorben, angeregt. Da die [[Einschlagkrater|Meteoritenkrater]] auf der Erde eine eventuell übereinstimmende Altersstufung zeigen, bezieht Alvarez diese Hypothese zumindest mit in seine Überlegungen ein.

[[David M. Raup]] und [[J. John Sepkoski]] untersuchten 1984 die früheren Artensterben auf der Erde und ordneten diese zeitlich ein.<ref>{{Internetquelle |autor=David M. Raup, J. John Sepkoski Jr. |url=https://www.pnas.org/content/pnas/81/3/801.full.pdf |titel=Periodicity of extinctions in the geologic past |werk=Proc. Natl. Acad. Sci., USA, vol. 81, S. 801–805, Feb. 1984 |datum=1983-10-11 |abruf=2016-04-07 |format=PDF |sprache=en}}</ref> Dabei kamen sie zu dem Ergebnis, dass es regelmäßig zu [[Massenaussterben]] kam, deren zeitliche Abstände zwischen 26 und 33 Millionen Jahren liegen. Als Ausgangspunkt für die meisten theoretischen Rechnungen dient eine Periode von etwa 27 Millionen Jahren. In etwa demselben zeitlichen Abstand traten vermehrt Kometeneinschläge auf, sodass ein Zusammenhang zwischen diesen beiden Ereignissen vermutet wurde. In der Folgezeit wurde nun nach einer Ursache für die periodisch gehäuften Kometeneinschläge gesucht. Eine Erklärung dafür liefert ein möglicherweise existierender Begleiter der Sonne, welcher in regelmäßigen zeitlichen Abständen die [[Oortsche Wolke]] durchquert und mit seinem Schwerefeld die Bahnen der dort befindlichen Kometen verändert. Solche Kometen bewegen sich dann in die inneren Bereiche des Sonnensystems, wo es auf Grund der vergrößerten Kometenzahl statistisch auch häufiger zu [[Impakt|Einschlägen]] auf [[Planet]]en kommt. Dieser hypothetische Sonnenbegleiter wurde Nemesis genannt.

Allerdings werden diese Ergebnisse prinzipiell angezweifelt, da bei einem [[Messfehler]] von zehn Prozent schon nach 320 Millionen Jahren die in Frage kommende [[Periode (Physik)|Periodenlänge]] innerhalb des Messfehlers liegt und es andererseits bislang nicht den geringsten Hinweis auf diesen Stern gibt, der durch überprüfbare direkte Beobachtungen gestützt würde.

== Nemesis als Brauner Zwerg oder Zwergstern ==
Sollte ein Himmelskörper für die periodisch wiederkehrende erhöhte Kometenanzahl verantwortlich sein, besitzt dieser physikalische Parameter. Seit dem Aufkommen der Theorie hat man versucht, diese so weit wie möglich mit Hilfe der bekannten physikalischen Gesetze und der existierenden [[Beobachtende Astronomie|Beobachtungen]] einzugrenzen.

Davis, Hut und Muller<ref>Marc Davis, Piet Hut, Richard A. Muller, Nature, April 1984, Seite 715 ff.</ref><ref>Marc Davis, Piet Hut, Richard A. Muller, Nature Februar 1985 Seite 503</ref> beschreiben den hypothetischen Begleiter der [[Sonne]] als [[Brauner Zwerg|Braunen Zwerg]] auf einer [[Umlaufbahn]] mit durchschnittlicher [[Exzentrizität (Mathematik)|Exzentrizität]] und seinem [[Apsis (Astronomie)|Perihel]] in der Oortschen Wolke. Diese wird bei jedem Durchlauf von Nemesis gestört, wodurch jeweils mehr als 109 Kometen auf Umlaufbahnen abgelenkt werden, die sie ins innere [[Sonnensystem]] führen, wo etwa zehn bis 200 von ihnen auf der [[Erde]] einschlagen.

Die Annahme, die vermehrten Einschläge auf der Erde würden durch von der Sonne eingefangene Kometen verursacht, wurde verworfen, da es mit diesem Modell überaus schwierig ist, auf stabile Perioden zu kommen. Außerdem legt die Analyse von Einschlagkratern Objekte mit Ursprung im Sonnensystem nahe.

Das Modell von Jackson und Whitmire<ref>Daniel P. Whitmire, Albert A. Jackson IV, Nature, April 1984, Seite 713</ref> stimmt im Wesentlichen mit dem Obigen überein. Allerdings erhalten sie eine Exzentrizität e ≥ 0,9, was noch mehr als bei Davis, Hut und Muller Anlass für Kritik war. [[Ellipse|Elliptische]] Umlaufbahnen erfordern nämlich mit steigender Exzentrizität eine immer bessere Abstimmung des [[Drehimpuls]]es mit der Bahn, da sie sonst nicht stabil sind.

Laut den von Weinberg, Shapiro und Wasserman<ref>Martin D. Weinberg, Stuart L. Shapiro, Ira Wasserman, 1986 Icarus 65, Seite 27 ff.</ref><ref>Martin D. Weinberg, Stuart L. Shapiro, Ira Wasserman, The Astrophysical Journal 312, Januar 1987, Seite 367 ff.</ref> durchgeführten [[Numerische Mathematik|numerischen]] Untersuchungen haben solche schwach gekoppelten [[Doppelstern]]systeme mit den benötigten Eigenschaften ([[große Halbachse]] ca. 10.000 Astronomische Einheiten und 27 Millionen Jahren Umlaufzeit) eine zwar geringe, aber nicht vernachlässigbare [[Wahrscheinlichkeit]]. Diese [[Simulation]]en berücksichtigen die Störungen durch vorbeiziehende Sterne und [[Nebel (Astronomie)|interstellare Gaswolken]] ebenso wie die Struktur der Gaswolken und auch die [[Galaktische Gezeiten|galaktischen Gezeitenkräfte]].

Varum Bhalerao und M. N. Vahia<ref>Varum Bhalerao, M. N. Vahia, 2005 Bull. Astr. Soc. India 33, Seite 27 ff.</ref> haben sich der Frage nach der größtmöglichen [[Masse (Physik)|Masse]] von Nemesis gewidmet. Ausgehend von einem Zusammenhang zwischen den gehäuften Kometeneinschlägen auf der Erde und einem Objekt, das eine Störung in der Oortschen Wolke hervorruft, wurde diesem Objekt eine Umlaufzeit von 27 Millionen Jahren zugeordnet. [[Datei:Lagrange very massive.svg|250px|mini|Lagrange-Punkte]] Als Ursache für die auftretenden Störungen, die zu einer erhöhten Kometenanzahl führen, wird angenommen, dass die Bahnen dieser Kleinkörper gestört werden, wenn sie in die Nähe des ersten [[Lagrange-Punkt]]es kommen, der zwischen Sonne und Nemesis liegt. Ausgehend davon soll die Leuchtkraft des Sterns ermittelt werden. Dazu wird angenommen, dass Nemesis etwa so alt ist wie die Sonne, wodurch wesentlich schwerere Sterne ausgeschlossen werden können, da diese eine signifikant kürzere Lebenszeit besitzen und auf Grund ihrer höheren Leuchtkraft auch schon entdeckt worden wären. Auch Neutronensterne und [[Schwarzes Loch|Schwarze Löcher]] können ausgeschlossen werden, da sie durch [[Akkretion (Astronomie)|Akkretion]] eine relativ hohe [[Leuchtkraft]] besitzen.

Auf der Grundlage dieser Annahmen wurden numerische Simulationen durchgeführt, um die Parameter von Nemesis weiter eingrenzen zu können. Die dabei entstandenen Kurven der Leuchtkraft in Abhängigkeit von der Masse wurden mit den bisherigen Beobachtungen verglichen. Da der [[Tycho-2-Katalog]] bis m = 11,0 und der [[Guide Star Catalog II]] bis J = 19,5 komplett sind, kann man davon ausgehen, dass Nemesis eine geringere Leuchtkraft hat, da sie bis jetzt nicht beobachtet wurde. Dies führt zu einer oberen Grenzmasse, die bei etwa 44 Jupitermassen liegt. Der Einfluss der angenommenen Periode auf diesen Wert ist sehr gering. Allerdings könnte eine stark elliptische Bahn, deren Perihel in Sonnennähe liegt, noch eine Abweichung von maximal 47 Jupitermassen hervorrufen, da die Leuchtkraft noch einmal um 0,045 L☉ sinken würde, wenn sich der Stern gerade im Aphel befindet.

E. R. Harrison<ref>E. R. Harrison, Nature, November 1977, Seite 324 ff.</ref> untersuchte [[Pulsar]]e und deren Rotationsperiode. Diese sinkt mit zunehmendem Alter des Pulsars. Dabei stieß er auf eine Gruppe, deren Periode ungewöhnlich langsam abnimmt. Eine Erklärung hierfür wäre ein Begleiter der Sonne, der den Schwerpunkt des Sonnensystems beschleunigt. Harrison vermutete, es könnte sich um einen [[Weißer Zwerg|Weißen]], [[Roter Zwerg|Roten]] oder sogar um einen „Schwarzen Zwerg“, heute als [[Brauner Zwerg]] bezeichnet, handeln.

== Gegenargumente ==
Henrichs und Staller<ref>H. F. Henrichs, R. F. A. Staller, Nature, Mai 1978, Seite 132 ff.</ref> beschäftigten sich mit Harrisons Hypothese und fanden verschiedene Argumente, die diese widerlegten. Zum einen würde ein solches Objekt die Bewegung der Planeten stören. Longitudinale Abweichungen in der Neptunbahn lassen sich beispielsweise nicht mit dieser Theorie erklären und sprechen sogar eher gegen diese. Zum anderen kann ein Brauner Zwerg auch ausgeschlossen werden, da er, wenn er existiert, im [[infrarot]]en Bereich etwa die [[Leuchtkraft]] von [[Beteigeuze]] hätte und somit schon entdeckt worden wäre (speziell bei der Durchmusterung des gesamten Himmels durch die 2009 von der NASA gestartete [[Wide-Field Infrared Survey Explorer|WISE]]-Mission mit ihrem satellitengestützten [[Infrarotastronomie|IR-Teleskop]]). Ähnliches gilt auch für einen Roten und einen Weißen Zwerg.

Nemesis könnte diesen Beobachtungen entgangen sein, wenn sie ein [[Schwarzes Loch]] oder ein [[Neutronenstern]] wäre. Dies wird jedoch von allen drei Wissenschaftlern als sehr unwahrscheinlich eingeschätzt.

Neuere Veröffentlichungen stellen die Erklärung einer 27-Millionen-Jahre-Periodizität in den Aussterberaten durch einen Nemesis-artigen Himmelskörper in Frage, unter anderem, da die Bahn eines so weit von der Sonne entfernten Himmelskörpers zu sehr Störungen durch benachbarte Sterne und durch galaktische Gezeiteneffekte ausgesetzt sei, um über 500 Millionen Jahre hinweg eine genügend konstante Umlaufzeit aufzuweisen.<ref name="melott">{{Literatur |Autor=Adrian L. Melott, Richard K. Bambach |Titel=Nemesis Reconsidered |Sammelwerk=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters |Band=Vol. 407 |Datum=2010 |Seiten=L99-L102 |Sprache=en |arXiv=1007.0437 |DOI=10.1111/j.1745-3933.2010.00913.x |bibcode=2010MNRAS.407L..99M}}</ref> Auch wird die tatsächliche Existenz der Aussterbedaten-Periodizität selbst in Frage gestellt, die lediglich ein statistisches Artefakt sei.<ref>{{Internetquelle |url=https://www.mpg.de/4372308/nemsis_myth |titel=Nemesis is a myth |hrsg=Max-Planck-Gesellschaft |datum=2011-08-01 |abruf=2016-04-05}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=C. A. L. Bailer-Jones, F. Feng |Titel=Evidence for periodicities in the extinction record? Response to Melott & Bambach |Datum=2013-07-07 |arXiv=1307.4266}}</ref> Beide Argumentationen entziehen jede für sich der Nemesis-Hypothese ihre Grundlage.

== Alternative Theorie ==
Laut [[Victor Clube]] ([[Universität Oxford]]) und [[Bill Napier|William Napier]] ([[Universität Cardiff]]) ist das Modell von Davis, Hut und Muller in von interstellaren Gaswolken dominierten Umgebungen instabil.
Berücksichtige man nämlich die von den Gaswolken verursachten gravitativen Störungen der stark elliptischen Nemesisbahn, so verkürze sich die große Halbachse schon nach wenigen Umläufen auf 100 [[Astronomische Einheit]]en. Weiterhin sei das Modell außer [[Phase (Schwingung)|Phase]], und es sei eine zusätzliche Periodizität mit etwa 250 Millionen Jahren bekannt.

Clube und Napier gehen deshalb von der Annahme aus, dass sich das [[Sonnensystem]] periodisch durch eine Schicht extrasolarer Objekte bewege.<ref>{{Internetquelle |url=https://phys.org/news/2008-05-solar-finish-dinosaurs.html |titel=Did the solar system 'bounce' finish the dinosaurs? |hrsg=Cardiff University |datum=2008-05-02 |abruf=2017-11-02 |kommentar=Pressemitteilung}} Originalartikel: {{Literatur |Autor=J. T. Wickramasinghe und W. M. Napier |Titel=Impact cratering and the Oort Cloud |Sammelwerk=Monthly Notices of the Royal Astronomical Society |Band=387 |Nummer=1 |Datum=2008-06-11 |Kommentar=Open Access |DOI=10.1111/j.1365-2966.2008.13098.x}}</ref>
Diese Trümmerschicht liege in der Ebene der [[Milchstraße]]. Diese Annahme liefert eine Periode in der richtigen Größenordnung, nämlich etwa 35 Millionen Jahre.

[[Lisa Randall]] vertritt in einem Buch die These, dass eine solche schichtförmige Massenansammlung in der galaktischen Ebene durch kollabierte [[dunkle Materie]] erzeugt wäre.<ref>Lisa Randall, Dark Matter and the Dinosaurs: The Astounding Interconnectedness of the Universe, Ecco 2015</ref><ref>[https://www.theguardian.com/science/2016/jan/12/dark-matter-physics-dinosaurs-extinction-lisa-randell Nicola Davis, Dark matter and dinosaurs: meet Lisa Randall, America’s superstar scientist], The Guardian, 12. Januar 2016</ref>

Davis, Hut und Muller bemängeln an dieser Hypothese nun ihrerseits eine [[Phasenverschiebung]]: Die Sonne befinde sich zur Zeit nahe der galaktischen Ebene, aber die letzte Auslöschung liege etwa elf Millionen Jahre, also nur eine halbe Periode zurück.

== Trivia ==
Dieses Thema wurde in dem Science-Fiction-Roman ''Nemesis'' aus dem Jahre 1989 von [[Isaac Asimov]] aufgegriffen.

== Siehe auch ==
* [[Großes Bombardement]]
* [[Liste der hypothetischen Himmelskörper des Sonnensystems]]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Hypothetisches astronomisches Objekt]]
[[Kategorie:Sonnensystem]]

Nemesis (Stern) - Versionsgeschichte

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